60kta尿素生产水溶液全循环法工艺初步设计
简述水溶液全循环法尿素合成的工艺流程
简述水溶液全循环法尿素合成的工艺流程水溶液全循环法尿素合成的工艺流程包括溶解、氨水和二氧化碳的吸收、分解、尿素结晶等步骤。
The process of urea synthesis by water solution full circulation method includes steps such as dissolution, absorption of ammonia and carbon dioxide, decomposition, and urea crystallization.首先，将氨气吸收剂和重碳酸盐悬浮液混合，并进行氨水和二氧化碳的吸收，生成碳酸氢铵。
First, the ammonia absorbent and heavy carbonate suspension are mixed, and ammonia and carbon dioxide are absorbed to produce ammonium bicarbonate.然后，将碳酸氢铵加热分解，产生氨气和二氧化碳。
Then, the ammonium bicarbonate is heated and decomposed to produce ammonia and carbon dioxide.接着，将生成的氨气和二氧化碳循环利用在吸收步骤中。
Next, the generated ammonia and carbon dioxide are circulated and used in the absorption step.将氨气和二氧化碳重新溶解于水中，形成新的吸收液，用于再次吸收氨气和二氧化碳。
Ammonia and carbon dioxide are re-dissolved in water to form a new absorption solution, which is used to absorb ammonia and carbon dioxide again.最后，利用结晶器将尿素从溶液中结晶出来，形成尿素固体产品。
产万吨水溶液全循环法生产尿素工艺设计方案
摘要由于具有生产工艺简单，生产操作易于掌握；生产设备容易制造，投资较省；施用后见效快，增产显著等特点，尿素在各种肥料新品种不断涌现的情况下产销量仍持高不下。
本设计介绍了尿素的性质、用途、生产方法和发展状况，详细描述了水溶液全循环法生产尿素的工艺流程，重点介绍了尿素的工业生产的过程，并对单位质量参加反应的原料进行物料衡算和热量衡算，以期获得低耗能、低污染、高产出的尿素生产工艺。
关键词：尿素，全循环，发展，工艺流程一、概述（一）尿素的物理化学性质和用途1．尿素的物理性质分子式：CO(NH2)2，分子量60.06，因最早由人类及哺乳动物的尿液中发现，故称尿素。
纯净的尿素为无色、无味针状或棱柱状晶体，含氮量为46.6%，工业尿素因含有杂质而呈白色或浅黄色，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒无臭无味。
密度1.335g/cm3。
熔点132.7℃。
超过熔点则分解。
尿素较易吸湿，贮存要注意防潮。
尿素易溶于水和液氨，其溶解度随温度升高而增大。
2．尿素的化学性质易溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿。
呈微碱性。
可与酸作用生成盐。
有水解作用。
在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。
加热至160℃分解，产生氨气同时变为氰酸。
因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。
尿素含氮(N)46％，是固体氮肥中含氮量最高的。
尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。
对热不稳定，加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。
若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。
（机理：先脱氨生成异氰酸（HN=C=O），再三聚）。
在氨水等碱性催化剂作用下能与甲醛反应，缩聚成脲醛树脂。
与水合肼生成氨基脲2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O粒状尿素为粒径1~2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。
20℃时临界吸湿点为相对湿度80％，但30℃时，临界吸湿点降至72.5%，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。
(工艺技术)年产万吨尿素合成工艺设计
年产8000吨尿素合成工艺设计目录摘要 (1)ABSTRACT (1)第一章总论 (2)1.1 概述 (2)1.1.1 尿素的性质及用途 (2)1.1.2 市场需求 (4)1.2 文献综述 (5)1.3 设计任务来源 (6)第二章尿素生产工艺流程 (6)2.1 生产方法的确定 (6)2.2 工艺流程叙述 (7)2.3 工艺流程简图 (8)第三章工艺计算 (9)3.1物料衡算 (9)3.1.1产量及产品质量与消耗定额 (9)3.1.2 计算条件的确定 (9)3.1.3 CO2压缩系统 (11)3.1.4 尿素合成塔 (12)3.1.5 预分离器 (13)3.1.6 一段分解系统 (14)3.1.7 二段分解系统 (15)3.1.8 闪蒸槽 (16)3.1.9 一段蒸发器 (17)3.1.10 二段蒸发器 (18)3.2 热量平衡计算 (19)3.2.1 尿素合成塔 (19)3.2.2 一段分解系统 (24)3.2.3 二段分解系统 (27)3.2.4 闪蒸槽 (30)3.2.5 一段蒸发器 (32)3.2.6 二段蒸发器 (36)第四章主要设备的工艺计算 (38)4.1 尿素合成塔 (38)4.2 一段分解加热器 (38)4.2.1 计算依据 (38)4.2.2 传热温差 (39)4.2.3 传热面积 (39)4.3 一段分解塔分离器 (41)4.3.1 计算依据 (41)4.4 二段蒸发加热器 (42)4.4.1 计算依据 (42)4.4.2 传热温差 (42)第五章车间的布置设计 (44)第六章成本估算 (45)6.1尿素生产成本费用 (45)6.2全体工人工资及附加费用 (45)6.3车间经费 (45)6.4企业管理费 (46)6.5销售费用 (46)6.6工厂成本 (46)第七章环境保护及安全生产 (46)参考文献 (48)致谢 (49)摘要尿素是一种高浓度氮肥，是各种农作物的重要营养来源，在国民经济中有重要的作用。
水溶液全循环法生产尿素工艺流程
水溶液全循环法生产尿素工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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水溶液全循环法尿素工艺流程概要
水溶液全循环法尿素工艺流程概要尿素(H2NCONH2)，又称脲或碳酰胺，白色晶体，相对分子质量在60．055。
尿素大量存在于人类和哺乳动物的尿液中。
尿素溶于水、乙醇和苯，几乎不溶于乙醚和氯仿。
尿素含氮量居固体氮肥之首，达46％以上为中性速效肥料，施于土壤中不残留使土壤恶化的酸根，而且分解出来的二氧化碳也可为植物所吸收。
尿素在工业上的用途亦很广泛，可用于制造脲醛树脂、聚胺酯等高聚物的原料，(用作塑料、喷漆、粘合剂)。
还可作多种用途的添加剂(用作油墨材料、黏结油等)，尿素还可用于医药、林业、制革、动物饲料、石油产品精制等方面。
第一座以氨和二氧化碳为原料生产尿素的工业装置是德国法本(I·G·Farben)公司于1922年建成投产的，采用热混合气压缩循环。
1932年美国杜邦公司(Du pont)用直接合成法制取尿素氨水，并在1935年开始生产固体尿素，未反应物以氨基甲酸铵水溶液形式返回合成塔，是现今水溶液全循环法的雏形。
中国的尿素工业发展始于1958年，先由南京永利宁厂建成日产10吨尿素的半循环生产法装置，其后又在上海吴泾化工厂建成年产1．5万吨的半循环法装置。
1975年中国第一套二氧化碳汽提法装置亦在上海吴泾化工厂建成投产。
20世纪70年代以来，我国兴建年产30万吨合成氨、52～60万吨尿素联合生产装置的大型化肥生产厂。
至今已建成30余套大化肥生产装置，成为我国主要生产尿素的基地。
采用水溶液全循环法生产尿素工艺装置，主要包括以下六个方面：原料的压缩和净化，尿素的合成，中低压分解吸收，解吸，蒸发造粒。
一、原料的压缩和净化1、二氧化碳（CO2）的压缩和净化二氧化碳来自脱碳，其浓度为65.7%（V），含氧量0. 5 %（V），硫化物＜15mg/M3，CO2通过一分离器后进入CO2压缩机一段，由二段出口去脱硫槽，降低SO2气中的含量至10 mg/M3以下，回到压缩机三段，再经三、四、五段压缩达到20.7Mpa，送到尿素合成塔。
水溶液全循环法尿素工艺技术在中国的发展
前言中国尿素中间试验装置（3000 t/a）于1958年在南京化肥厂建成投产，因此至今年中国尿素工业化生产整整50年了。
试验是从水溶液半循环法开始的，吨尿尾气中氨量为650 kg左右，后发展到高效半循环，即一段分解气中氨回收利用程度有所提高，但尾气中仍有176 kg氨。
1960年我国引进前苏联10 kt/a不循环法尿素装置在太原化肥厂投产。
1962年南京永利宁厂半循环装置通过国家技术鉴定。
根据此工艺由化四院设计的2套40 kt/a半循环法装置先后在上海吴泾化工厂和浙江衢州化工厂投产。
1966年我国引进荷兰Stamicarbon公司的两套80 kt/a水溶液全循环工艺装置在泸州天然气化工厂投产，同时化四院利用上海化工研究院测试的水溶液全循环法工艺技术数据，并借鉴进口装置的设备结构，自行设计了80 kt/a和110 kt/a尿素装置(整个装置的设备也均由国内生产)，于1966年11月在石家庄化肥厂投入生产。
该厂因**干扰，试完车后就停车。
直至1970年1月，湖南湘江氮肥厂新建的45 kt/a合成氨配80 kt/a尿素装置投产，可以说这是国产化的第一套水溶液全循环法工艺装置，采用的是预分离工艺，衬里式合成塔（内径1.4 m）由上海锅炉厂试制，这也是国产第一台尿塔，一吸塔精洗段为浮阀塔，也是第一台。
笔者组织和指挥了中国第一套国产化尿素装置的投产，并不断地改进和完善，使装置运转正常化。
上世纪70年代开始至80年代初，我国建设80～110 kt/a中型规模的尿素装置有32个厂，38套（包括两套进口），称前38套。
这期间不断对中尿设计进行修改，前后共有四个版本。
第四版是较为完善的一个版本，如浙江衢化、江西氨厂等都使用此版本建设。
1986年我国尿素工业掀起了一个新的发展**，即众多的小氮肥厂进行改产尿素的技术改造，使小氮肥厂发生了质的变化，首先3套40 kt/a水溶液全循法小尿素试验装置在山东邹城、平度和河南辉县相继投产，特别是由笔者带队开车的辉县装置一次投产成功，给当时占我国合成氨产量50%的小氮肥厂由碳铵改产尿素展现了美好的前景。
10万吨年水溶液全循环法制尿素
1.2尿素合成过程工艺条件的选择
(1)温度 仅从化学平衡的角度出发，尿素合成反应温度应选择获得最大CO2平衡转化率的温度，在氨碳比为4.1，水碳比为0.7的条件下，求得在给定的反应物组成条件下，CO2平衡转化率的最大值为71. 6%。所对应的最佳反应温度即为186.6℃。
从化学动力学的角度出发，反应温度愈高，反应速度愈快，在反应时间一定的条件下，反应愈能趋近化学平衡。在最大平衡转化率温度附近的温度区域内，最大平衡转化率变化极为有限，而温度每升高10℃，反应速度却能增加约一倍。
摘要
水溶液全循环法：将尿素合成液中未反应物采用三段减压加热分解，过剩氨用冷却水间接冷却为液氨，二氧化碳用稀氨水通过三段吸收为氨基甲酸铵溶液，用高压泵输送回尿素合成系统。
在本设计中主要进行了合成塔内的物料与能量的衡算；流程中的设备选型与论证，包括：合成塔的选型与论证、换热器的选型与论证和泵的选型与论证。
3、图纸要求：工艺流程图1张（图幅2号）；设备平面或立面布置图1张（图幅3号））。
二、进度安排：
教学内容
学时
地点
备注
查资料、说明书提纲、流程论证、工艺流程图
第一周
设计室
设备布置图、说明书整理、答辩。
第二周
设计室
三、指定参考文献与资料
《过程装备成套技术设计指南》（兼用本课程设计指导书）、《过程装备成套技术》、《化工单元过程及设备课程设计》
2.1.2尿素合成塔物料衡算10
2.2合成塔的热量衡算12
第3章典型设备选型与论证19
水溶液全循环法尿素蒸发工段的工艺流程设计.
水溶液全循环法尿素蒸发工段的工艺流程设计引言我国是农业大国，在农业高速发展的今天，化肥行业也发展迅猛，在制造尿素中比较热门的方法有水循环法，水循环法制尿素适合中国现阶段国情，操作简单，造价低，现在这种方法发展比较完善，这片设计主要对水循环法制尿素有关尿素蒸发工段的工艺流程介绍，和设备的设计。
我国的化肥产业自动化发展还不完善，小型化工化肥厂众多，鉴于以上原因，水溶液全循环法这个简单易装备的方法得到普遍应用，为我国化肥的生产制造提供了大量产品，本文主要介绍尿素的生产流程，对了解我国化工生产尿素非常有使用价值。
仅供学生学习和参考。
第1章尿素发展概况和主要用途1.1 尿素发展概况尿素别名碳酰二胺、碳酰胺、脲。
是由碳、氮、氧和氢组成的有机化合物又称脲（与尿同音）。
其化学公式为 CON2H4、CO(NH2)2或CN2H4O，国际非专利药品名称为 Carbamide。
外观是白色晶体或粉末。
它是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。
尿素在肝合成，是哺乳类动物排出的体内含氮代谢物。
这代谢过程称为尿素循环。
尿素是第一种以人工合成无机物质而得到的有机化合物尿素大量存在于人类和哺乳动物的尿中,是韦勒在1828年人工合成的第一种有机化合物,从而打破了无机化合物和有机化合物的绝对界限。
工业上由氨和二氧化碳制得。
它有许多用途,是含氮址较高的重要氮肥,也可制成含氮和五氧化二磷炼制的脱蜡剂等。
[3]1.2 尿素的主要用途尿素可以大量作为三聚氰胺、脲醛树酯、水合肼、四环素、苯巴比妥、咖啡因、还原棕BR、酞青蓝B、酞青蓝Bx、味精等多种产品的生产原料。
一、调节花量为了克服苹果地大小年，遇小年时，于花后5-6周(苹果花芽分化的临界期，新梢生长缓慢或停止，叶片含氮量呈下降趋势)叶面喷施0.5％尿素水溶液，连喷2次，可以提高叶片含氮量，加快新梢生长抑制花芽分化，使大年的花量适宜。
二、疏花疏果桃树的花器对尿素较为敏感但嘎面反应较迟钝，因此，国外用尿素对桃和油桃进行了疏花疏果试验，结果表明，桃和油桃的疏花疏果，需要较大浓度(7.4％)才能显示出良好效果，最适合浓度为8％-12％，喷后1—2周内，即能达到疏花疏果的目的。
水溶液全循环法尿素生产工艺降低氨耗的三个途径
水溶液全循环法尿素生产工艺降低氨耗的三个途径作者：张志国，秦宝龙作者单位：安微三星化工有限责任公司 233600相似文献(10条)1.期刊论文张艳飞.李岩.栾智宇.ZHANG Yan-fei.LI Yan.LUAN Zhi-yu节能型水溶液全循环法尿素生产工艺-辽宁化工2009,38(3)介绍了节能型水溶液全循环法尿素生产工艺.改良后的工艺是在总结国内外先进尿素工艺技术的基础上开发而成的,适合国内中、小型尿素装置的增产改造,投资少、见效快,此改造技术采用国内自主研发的部分专利技术.2.会议论文钱镜清预蒸馏工艺装置中增设预分离器后能节汽的原因分析2006本文中重点讨论水溶液全循环法尿素生产工艺技术在中国历时40年的技术发展进程中,在预蒸馏工艺流程中又恢复设置预分离器后的节汽效果,同时与持不同观点者商讨设置预分离器后为什么能节汽的原因.3.期刊论文张洁谨.王维杰.张庆喜水溶液全循环法和CO2汽提法尿素生产工艺的比较-氮肥技术2006,27(4)对尿素的水溶液全循环法和CO2汽提法,作了多方面的分析和比较.4.会议论文宋冬宝浅析水溶液全循环法和CO2气提法尿素装置2007由于近年来石油和天然气持续的涨价，给以煤为原料的尿素企业带来了生存和发展的历史性机会。
中国入世后，尿素企业非但没有受到进口尿素的冲击，反而借此千载难逢的机遇把企业做大做强，纷纷上马新项目，许多中、小型尿素企业挤身于百万吨尿素生产规模的行列!然而尿素企业在上马尿素装置时，都在考虑是采用工艺比较成熟水溶液全循环法工艺，还是采用工艺比较先进的C仇气提法工艺，(当然还有其它的尿素生产工艺，目前新上尿素装置大多采用此两种生产工艺)。
目前CO2气提法工艺在世界上建厂最多，计140余套生产装置，占世界尿素总生产能力的45％左右。
国内中型氮肥厂多采用CO:气提法工艺，小氮肥厂多采用水溶液全循环法工艺；山西晋城等地也多采用CO:气提法工艺，内地发展较快的小氮肥企业增建1 000尤尿素工程多采用水溶液全循环法工艺。
一种尿素水溶液全循环法生产中压氨回收系统的新工艺[发明专利]
![一种尿素水溶液全循环法生产中压氨回收系统的新工艺[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7afab63c195f312b3069a5d5.png)
专利名称：一种尿素水溶液全循环法生产中压氨回收系统的新工艺
专利类型：发明专利
发明人：于涛,徐中,郭殿厅
申请号：CN200810141031.3
申请日：20080814
公开号：CN101348447A
公开日：
20090121
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种尿素水溶液全循环法生产中压氨回收系统的新工艺，这种水溶液全循环法生产尿素中压系统的工艺改造，增加蒸发冷凝器、液氨泵、氨储槽、及与之配套的管道、阀门、电器仪表设施，同时降低氨冷器A的标高、配套与之相适应的尿素循环水泵，它取消氨冷器B\C，把蒸发冷凝器使用的冷却水改为脱盐水，本发明提供一种尿素水溶液全循环法生产中压系统的工艺改造和应用具有投资省、见效快、方便实施和操作等优点。
申请人：安徽临泉化工股份有限公司
地址：236400 安徽省临泉县临化路2号
国籍：CN
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全循环法合成尿素(年产10万吨)
摘要本设计通过把合成氨取得的液氨和在制氨过程中得到的二氧化碳在高温高压下分：NH3与CO2的原料供应及净化，：NH3与CO2合成尿素，尿素熔融液未应成尿素物质分离和回收，尿素溶液的加工四个步骤进行合成尿素。
主要完成的任务是工艺设计、工艺计算和工程图设计。
通过本设计的训练，使得我们对化工生产工艺工程，化工工程图设计和生产管理有一个全面、初步的了解。
设计包括尿素生产设计说明书、全厂工艺流程图、全厂平面布置图、生产车间平面图（两张）、生产车间立面图。
关键词：尿素，水溶液全循环法，工艺，工艺流程图，布置图目录摘要 (2)前言 (1)一工艺流程论证 (2)1.1 尿素的性质 (2)1.2 各工艺流程方案的优缺点 (4)1.3 工艺流程方案的选择 (6)1.4 工艺流程论证 (11)1.4.1 NH3和CO2的原料供应及净化………………………………………1.4.2 NH3和CO2合成尿素…………………………………………………1.4.3 尿素熔融液与未反应成尿素物质的分离合成…………………………1.4.4 尿素溶液的加工………………………………………………………二典型机器设备选型及论证2.1 尿素合成塔的选型与论证………………………………………………2.2 CO2压缩机选型与论证…………………………………………………2.3 换热器的选型与论证…………………………………………………2.4 泵的选型与论证………………………………………………………总结………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………致谢辞 (13)附录一 (14)附录二 (14)前言尿素是是目前使用的固体氮肥中含氮量最高的化学肥料，以单位为氮为基准，尿素的生产、运输、储存和施用费用是最低的。
尿素是一种良好的的中性肥料，不含酸根，适用于各种土壤和各种农作物，广泛用于农业、畜牧业、工业等，需求量大。
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60kt/a尿素生产水溶液全循环法工艺初步设计毕业设计目录第一章绪论 (1)1.1尿素产品的用途 (1)1.2尿素的性质 (1)1.3尿素生产的原料和工艺原理［1］ (2)1.4设计流程 (2)1.4.1工艺流程简图 (2)1.4.2全溶液水循环法生产尿素流程叙述 (3)1.5计算依据［3］ (4)1.5.1尿素合成塔 (4)1.5.2一段分解分离器 (4)1.5.3二段分解塔 (4)1.5.4成品尿素含量 (4)第二章物料衡算 (5)2.1物料流程简图 (5)2.2合成塔 (5)2.2.1已知数据及反应框图 (5)2.2.2物料计算 (6)2.2.3合成塔物料平衡数据表 (7)2.3一段分解分离器 (7)2.3.1反应框图与已知数据 (7)2.3.2物料计算 (8)2.3.3一段分离器物料平衡数据表 (8)2.4二段分解塔 (9)2.4.1反应框图与已知数据 (9)2.4.2物料计算 (10)2.4.3二段分解塔物料平衡数据表 (11)第三章热量衡算 (12)3.1合成塔 (12)3.1.2尿素合成塔热平衡计算项目 (12)3.1.3合成塔热量计算 (12)3.1.4合成塔热量平衡数据表 (15)3.2一段分解分离器 (15)3.2.1计算依据［6］ (15)3.2.2一段分解分离器热量计算 (15)3.2.3一段分解分离器热量平衡数据表 (17)3.3二段分解塔 (17)3.3.1计算依据 (17)3.3.2二段分解塔热量计算 (17)3.3.3二段分解塔热量平衡数据表 (18)第四章设备设计及选型 (20)4.1合成塔特性 (20)4.1.1合成塔设计条件［8］ (20)4.1.2合成塔的有效容积 (20)4.2一段分解加热器 (20)4.2.1一段分解加热器设计条件 (20)4.2.2一段分解加热器传热面积S1 (21)4.3一段分解分离器的作用 (21)4.3.1设计条件 (21)4.3.2计算过程 (21)4.4二段分解加热器的作用 (23)4.4.1设计条件 (23)4.4.2二段分解加热器传热面积S2 (23)4.5二段分解塔的作用 (23)4.5.1全塔的理论板数及其他参数 (24)4.5.2计算浮阀塔塔高和塔径 (26)4.5.3溢流装置 (28)4.5.4塔板流体力学的验算 (30)4.5.5塔板负荷性能图 (33)4.6辅助设备及附属设备的选择 (38)4.6.1裙座 (38)4.6.2人孔 (38)4.6.4基础环 (38)4.6.5引出通道管 (38)4.6.6接管 (38)4.6.7附接管和法兰的结构简图 (41)第五章 设备一览表 ..................................................... 43 设 计 综 述 ............................................................. 44 参 考 文 献 ............................................................. 45 附图纸 .................................................................... 46 致谢 . (47)第一章 绪 论1.1尿素产品的用途尿素是一种重要的化工产品,主要用于化学肥料的生产,它在农业和工业上有着广泛的用途。
工业上,主要用途是生产合成高聚物、塑料、漆料，以及粘合剂。
另外，尿素在医药、化纤、炸药、制革等生产中也有应用。
目前，尿素工业的发展状况己成为衡量一个国家工业化水平高低的一个重要标志。
农业上, 因为尿素含氮量高达46.65%(质量) ，超过任何其它固体氮肥，是一种高效氮肥。
尿素属于中性速效肥料，不含酸根，施于土壤中以后不会残留使土壤恶化的酸根，长期使用不会引起土质变硬、板结，而且分解出来的二氧化碳也可为植物吸收。
尿素的施用及贮藏性能好，不分解，不吸潮，不结块，流动性好，无爆炸性。
还可以与其它化肥进行物理混配或均质造粒，以配成多营养成分的混料和复料以满足不同土质、不同作物的需要。
世界尿素主要消费地区包括西欧、北美、中东、南亚、东南亚、东亚及其他地区。
2010年,全球尿素需求量约1.564亿吨,比2009年增长1.07％。
未来尿素需求量的增加主要来自肥料用尿素需求的增加,包括尿素用于粮食增产以及进一步代替其他肥料的应用。
尿素作为最重要的氮素化学肥料,在整个世界市场中的供不应求,更为其今后的发展提供了广阔的空间。
尿素的生产工艺比较成熟,主要的生产方法有:不循环法,部分循环法,水溶液全循环法,气提法等。
现代的尿素生产均多采用全循环法,即每次通过反应器(在尿素工业中称为合成塔)后再通过吸收工段将未转化为尿素的3NH 和2CO 回收并送回合成塔。
为此,合成塔排出液(含有尿素,氨和二氧化碳的水溶液)要先进行组分分离,使成为多少较纯净的尿素水溶液和未反应的3NH 、2CO 和O H 2的混合物。
前者通过蒸发,浓缩,结晶或造粒而制成颗粒状尿素产品。
其中水溶液全循环法是指合成反应未转化成尿素的氨和二氧化碳,经几次减压和加热分解,从尿素溶液中分离出来,然后又全部返回高压合成塔,从而提高原料氨和二氧化碳的利用率的方法［1］。
1.2尿素的性质尿素,又称脲,分子式24ON CH ,相对分子质量06.60,结构式22)(NH CO 或22NH CO NH --，别名：碳酰二胺。
纯净的尿素是无色、无味的针状或棱柱状结晶，密度（20℃-40℃)为1.335g/cm 3,熔点132.7℃，含氮46.65%。
工业尿素是白色或者淡黄色斜方棱柱针状结晶［2］。
尿素易溶于水，20℃时饱和水溶液含CO(NH2)2 51.83%,120℃含95%。
在碱性、酸性或中性溶液中，60℃以下时，尿素不发生水解作用，随着温度的升高水解速度加快，在大气压下加热高于80℃，尿素溶液水解作用转化为氨基甲酸胺。
氨基甲酸铵溶于水时部分水解而生成碳酸铵，接着转化为碳酸氢铵，后者则分解为氨和二氧化碳。
尿素易溶于酒精及液氨中，与氨生成络合物CO(NH 2)2·NH 3，尿素不溶于乙醚、氯仿。
尿素呈微碱性，可以与酸作用生成盐，但不能使一般指示剂变色，与各种酸反应生成盐，但不能使一般指示剂变色，与各种酸反应生成盐类化合物。
1.3尿素生产的原料和工艺原理［1］由氨和二氧化碳气体直接合成尿素的反应过程可分为二步进行：① 液氨与气体二氧化碳作用生成液体氨基甲酸铵:)(g g 222423l NH CO NH CO NH =+）（）（ ② 氨基甲酸铵脱水生成尿素:）（）（）（l l )(l 22224O H NH CO COONH NH += 总的反应式为:）（）（）（）（l l )(g g 222223O H NH CO CO NH +=+ 第一步是放热反应,反应速度极快，而且反应相当完全，反应为强放热的反应。
;第二步是弱吸热的化学反应,反应速度缓慢,且达到化学平衡时也不能使氨基甲酸铵全部脱水转化为尿素（平衡转化率不高，一般不超过50%-75%）,它是合成尿素过程中的控制因素。
氨基甲酸铵结晶不能直接脱水变成尿素，所以此反应必须在液相中进行,即尿素生成是液相反应,所以原料氨必须以液态供给,2CO则液或气态均可;操作温度必须高于氨基甲酸铵的熔点（156℃）,而且这个过程还必须在高的压力下进行。
1.4设计流程1.4.1工艺流程简图如图1-1:图1-1 尿素生产过程示意图1.4.2全溶液水循环法生产尿素流程叙述已脱硫的2CO 在压缩之前在总管加人2O ，加入量约为2CO 总量的0.5%（体积），目的是防止合成，循环系统的设备腐蚀，然后通过液滴分滴以保护2CO 压缩机，经压缩至20Mpa （表压）,气体温度约为125℃进入高压混合器。
由合成氨来的液氨先经升压泵使液氨升压道 2.5Mpa 。
然后通过过滤器送人液氨缓冲槽的原料室中。
同时由中亚循环系统冷凝器来的液氨进入氨缓冲槽的回流室，一部分作为中压吸收塔的回流氨，其余流过溢流隔板进入原料室与新鲜原料液氨混合。
氨缓冲槽压力维持在 1.7Mpa （表压）左右，此是中压循环系统的压力。
液氨由缓冲槽原料室进入高压泵加压到20Mpa ，经预热器加热到45-55℃进入混合器，由中压吸收塔塔底来的浓氨基甲酸铵溶液温度约为90-95℃左右，加压到20Mpa(表压)也送入到混合器，此时反应的总物料组成为：7.0:1:1.4::223 O H CO NH 。
物料在塔停留时间约为1h 左右，2CO 的转换率为62-64%。
合成塔顶部物料出口温度为188-190℃，此反应物熔融有尿素、氨基甲酸铵、氨和水等。
经减压到 1.7Mpa （表压）后进与分离器使气压两相分开，出与分离器的液相温度为120℃，进入中压分解加热器到160℃左右，使溶液中3NH 和2CO 和O H 2再次气化，在中压分解器汽液两相分开，溶液送低压分离器，气体可送一段蒸发器加热室加热尿素溶液回收热量后，与与分离器出口的气体一起进中压吸收塔底部的鼓泡段（如果不回收热量可直接送中压吸收塔）。
在此用低压吸收塔来的稀甲胺溶液进行吸收。
约为95℃的气态3NH 和2CO 蒸汽被吸收生成甲基甲酸铵，未被吸收的气体上升到填料层，与塔顶喷淋的回流氨接触（由液氨缓冲槽回流室供给），气体中的2CO 几乎全部从系统中除去。
因此，中压吸收塔塔顶都是纯的气氨（包括2O ，惰性气体及此温度下压力的饱和水蒸气）其温度为47℃。
气氨进入氨冷凝器冷凝为液氨后流入氨缓冲槽回流室，在中压吸收塔底部，由于进入的水蒸气冷凝，3NH 和2CO 生成氨基甲酸铵等，在此放出大量的热量，为保持塔底温度需从底部移出热量，因此有部分回流氨送到中压吸收塔底部。
通常回流氨中90%进入塔顶，10%进入塔底。
在塔底的稀甲胺溶液吸收了3NH 和2CO 后生成浓的氨基甲酸铵溶液，温度约为90-95%，近似组成为41%3NH ，34%2CO ，25%O H 2 (百分量比)，此浓甲铵溶液用高压泵送回高压混合器。
由于中压循环器循环系统为1.7Mpa （表压），不可使尿素溶液中未反应的NH 3和CO2全部分离出来，所以设置有低压循环分离系统，其压力为0.3Mpa （表压），从中压分离分离器出来的溶液减压到0.3Mpa （表压）后经两个低压分离器使剩下的氨和氨基甲酸铵分解和逸出并进入低压吸收塔，在此用尿液蒸发的二段蒸发器和表面的冷凝器的冷凝吸收为稀的甲基甲酸铵溶液，送中压吸收塔继续吸收，未吸收的氨进入氨回收塔用冷凝液循环吸收后放空。
冷凝液吸氨达一定的浓度后送蒸氨塔，用蒸汽加热蒸出氨气回入吸收塔。